本发明公开了一种复合钼基催化剂,其由活性组分Mo和助剂K组成,摩尔百分比为:Mo 66.7-96.8%、K 3.2-33.3%;Mo以金属态、氧化物和碳化物中的任意两种或三种物相的复合形式存在;本发明还公开了该催化剂的制备方法,首先采用控制的程序升温将MoO3粉末还原-碳化,然后采用湿浸渍法浸渍,最后将粉末研磨、压片并造粒。本发明的有益之处在于:本发明的催化剂,在CO加氢反应中,具有高的催化活性和烯烃选择性,CO单程转化率>80%,烯烷比(O/P)>4.0,产物分布以轻质烃(C1-C5)为主,C2-C4烯烃占总烃含量的49%以上,C5+选择性<15%;在CO加氢反应前后,催化剂物相结构稳定,适宜长周期运转;本发明的制备催化剂的方法,其制备过程简单,条件易于控制,具有较好的可重复性。